Esse trabalho apresenta três artigos científicos relacionados ao uso de ferramentas tecnológicas de apoio à aprendizagem, com ênfase no uso de laboratórios de experimentação remota. O primeiro artigo traz uma pesquisa bibliográfica e observatória sobre as dificuldades do uso das ferramentas de apoio à aprendizagem. O segundo artigo trata-se de estudo exploratório que faz uma análise da revisão da literatura sobre a utilização da experimentação remota como ferramenta de aprendizagem. Essa análise foi realizada com a execução de passos necessários e bem estruturados, com critérios bem definidos e criticamente avaliados, através da identificação de estudos em oito bases de dados diferentes. O terceiro artigo relata a experiência do uso da experimentação remota em uma aula da disciplina de física para alunos do ensino médio que vivem e estudam na Comunidade Quilombola Lagoa da Pedra em Arraias (TO). O objetivo desse estudo específico foi observar o comportamento e os relatos dos alunos e professores durante a apresentação do laboratório de experimentação remota. A experimentação remota é baseada em ambientes que são laboratórios experimentais convencionais que passaram por um processo de automatização para que pudessem ser controlados remotamente através de dispositivos computadorizados. Os projetos de experimentação remota foram criados como uma alternativa a experimentos baseados em simulações ou na utilização de laboratórios tradicionais. Os experimentos remotos são mediados por computador, e podem ser executados em qualquer lugar, como nas simulações, porém em um laboratório remoto o aluno está controlando um aparato físico real, e obtém dados reais de uma experiência física. Diante da possibilidade da utilização de simuladores ou laboratórios tradicionais, este estudo tem o objetivo de analisar o uso da experimentação remota como instrumento de ensino. A Experimentação Remota possibilita à distância e em tempo real, a utilização de experimentos laboratoriais com recursos não existentes na escola, e que são essenciais aos alunos para aprofundar o conhecimento teórico com experiências práticas. Diante dos resultados obtidos, apresenta-se a contribuição da pesquisa e os ganhos significativos no processo de ensino e aprendizagem, e a importância VIII da inclusão de Tecnologias Educacionais em comunidade sem grandes recursos tecnológicos. / This work presents three papers related to the use of technology to support learning tools, with emphasis on the use of remote experimentation laboratories. The first article provides a literature search and observatory on the difficulties in the use of learning support tools. The second article deals with is an exploratory study that analyzes the literature review on the relevance of the use of remote experimentation as a learning tool. The remote experimentation is based on environments that are conventional laboratory experiments that have gone through an automation process so that they could be remotely controlled by computerized devices. The remote experimentation projects were created as an alternative to experiments or simulations based on the use of traditional laboratories. Remote experiments are mediated by computer, and can be performed anywhere, as in the simulations, but in a remote lab the student is controlling a real physical apparatus, and get real data from a physical experience. Faced with the possibility of using simulators or traditional laboratories, this study aims to verify the relevance of the use of remote experimentation as a teaching tool. The literature review was performed with the execution of necessary and well-structured steps, with clear criteria and critically assessed, through the identification studies in eight different databases. The second paper describes the experience of using remote experimentation in a class of physical discipline for high school students who live and study in the Community Quilombola Lagoa da Pedra in city of Arraias (TO). The aim of this study was to observe the behavior and reports of students and teachers during the presentation of remote experimentation lab. Remote Testing enables remotely and in real time, using laboratory experiments with non-existing resources in school, and that are essential for students to deepen their theoretical knowledge with practical experience. Based on these results, we present the research contribution and significant gains in teaching and learning process, and the importance of inclusion of Educational Technologies in community without major technological resources. Keywords: Remote Testing, Tools for learning, educational technologies.

No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos à base de alumina, com adição de carbetos de metais de transição, NbC, TaC e TiC, como reforço. Os carbetos, na forma de partículas, foram adicionados em 1,5% em volume à matriz de alumina durante a moagem em attritor. O processamento foi realizado por moagem em attritor, secagem em rotoevaporadora e desaglomeração em peneira. A dinâmica de oxidação dos carbetos e das composições dos compósitos foi estudada para a definição de parâmetros de sinterização e processamento dos compósitos. A cinética de sinterização foi estudada por dilatometria, com taxa de 10°C/min. até 1600°C em atmosfera de ar sintético, e até 1800°C, em atmosfera de argônio, com esta etapa foi possível verificar que o NbC e o TiC dificultaram a sinterização da alumina e que o TaC auxiliou nos processos de retração. Nas amostras que foram sinterizadas em dilatômetro ao ar foram detectadas fases resultantes de fusão congruente nos compósitos Al2O3/NbC e Al2O3/TaC, foram também observadas evidências de formação de líquido no compósito com adição de TaC. Com base nesses resultados foram estudadas duas técnicas de produção das ferramentas de corte: prensagem uniaxial seguida de sinterização sem pressão e sinterização por prensagem a quente. Todas as amostras foram caracterizadas microestruturalmente e quanto às propriedades mecânicas, tendo-se determinado que as amostras produzidas por prensagem a quente possuem microestrutura mais controlada e propriedades mecânicas superiores às produzidas por sinterização sem pressão. Pelos processos estudados foi observado que os carbetos influenciam diferentemente a sinterização da alumina. De maneira geral a presença destas fases nos contornos de grãos promove alterações na microestrutura modificando o tamanho de grãos da alumina. Foi proposta a hipótese de que esse comportamento é afetado pela formação de uma camada superficial resultante da oxidação dos reforços, com isto, de acordo com os diagramas de fase é possível a formação de soluções sólidas entre alumina e Ta2O5 e Nb2O5 além da formação de fase líquida, estes mecanismos alterariam a mobilidade dos contornos de grão da alumina. Para o processamento das ferramentas de corte foi utilizada prensagem a quente, escolhido pelo critério da microestrutura e propriedades mecânicas. Os testes de usinagem foram realizados com ferramentas de corte de geometria quadrada, em peças de ferro fundido cinzento e vermicular. O tempo de vida útil da ferramenta produzida com o compósito Al2O3/ NbC foi 13% superior quando comparado à uma ferramenta cerâmica comercial no teste de usinagem de ferro fundido cinzento. / In the present work alumina based composites with addition of transition metal carbides, NbC, TaC and TiC as reinforcement phase were developed. The carbides, in particulate form, were added in 1.5vol.% on the alumina matrix during attritor milling. The processing was conducted by attritor milling, drying in a rotoevaporator and deagglomeration in sieve. The oxidation dynamics of carbides and composities were studied in order to define the sintering and processing parameter of composites. The sintering kinetics was studied by dilatometry at 10° C/min. up to 1600 ° C in synthetic air atmosphere and up to 1800°C in argon, with this step it was possible to verify that the NbC and TiC hindered the sintering of alumina and the TaC helped in the retraction process. In the sintered by dilatometer in air phases resultant from congruent melting on Al2O3/NbC and Al2O3/TaC composites were detected in the composite with TaC addition was also observed evidence of liquid phase. In the samples sintered in dilatometer in air were detected solid solutions on composites CN and CTa and evidence of liquid formation in the composite with TaC addition. Based on these results two techniques were studied in order to produce cutting tools: uniaxial pressing, followed by pressureless sintering and hot pressing. All samples were characterized by microstructure and mechanical properties, and it was shown that samples produced by hot pressing have more controlled microstructure and mechanical properties superior to those produced by pressureless sintering. With the studied processes it was observed that the carbides influence differently alumina sintering. Generally the presence of these phases at the grain boundary causes changes in the microstructure modifying alumina grain size alumina. The proposed hypothesis is that this behavior would be affected by the formation of a surface layer resulting from oxidation of reinforcements with that, according to the phase diagrams, it is possible to find solid solutions between alumina and Ta2O5 and Nb2O5 and possible formation of liquid phase, which alter the mobility of the grain boundary of alumina. Hot pressing was used for the processing of cutting tools, chosen due to the microstructure and mechanical properties. The machining tests were performed with square geometry cutting tools, in samples of gray cast iron and compacted graphite iron. The tool life of cutting tool produced with Al2O3 / NbC composite was 13% higher when compared to a commercial ceramic cutting tool on machining of gray cast iron.

Em Engenharia de Software (ES), o Desenvolvimento Baseado em Componentes (DBC) vem se destacando como uma abordagem favorável ao reuso. Entretanto, mesmo após o advento do DBC, a ES continua enfrentando dificuldades relacionadas com a substituição e o reuso de componentes, provocadas pelo alto acoplamento de suas conexões. Esta pesquisa endereça uma das causas dessas dificuldades, a carência de modelos apropriados para adaptações e conexões. Com a construção de um Arcabouço para conexões de componentes de software, conseguiu-se aumentar a qualidade no desenvolvimento, o reuso, a coesão e a facilidade de substituição e de manutenção de componentes, bem como reduzir o acoplamento, o tempo e o esforço para conectá-los. Para construir este arcabouço, realizou-se um levantamento dos principais conceitos, tecnologias e dificuldades de reuso no DBC. Isso foi elaborado, a fim de investigar algumas abordagens aplicáveis como o Estilo Arquitetural C2, os Contratos de Reuso, o Arcabouço de Componentes e a Orientação a Aspectos. Após esse levantamento, foram especificados requisitos para abordagens de reuso no DBC, e considerados somente aqueles relacionados às conexões de componentes. Com base nesses requisitos, identificou-se os cinco principais elementos do arcabouço: Fluxo de Trabalho (Workflow) de Atividades; Estilo Arquitetural; Modelo de Componentes; Modelo para Definição de Conexões; e Modelo para Conexões de Componentes. Esses elementos, juntamente com a necessidade de ciclos iterativos e incrementais para conexões de componentes, originaram uma proposta de Modelo Abstrato, instanciável para cada tipo de projeto. Neste trabalho, foi identificada também a carência de modelos de conexão capazes de aumentar a coesão e reduzir o acoplamento entre componentes, facilitando a sua manutenção e substituição. Para suprir esta carência, foram propostos: o cSew (Component Sew), como um modelo de conexões baseado na costura de componentes; e a cSewAO (cSew Aspect Oriented), como uma alternativa para a sua implementação Orientada a Aspectos. A principal contribuição deste trabalho de pesquisa foi o desenvolvimento da cSewAOI (cSewAO Instance), uma instância do Modelo Abstrato para arcabouços de conexão de componentes que, além de suportar um Workflow de Atividades e a cSewAO, propõe algumas adaptações nas abordagens de reuso investigadas. O processo de verificação e validação da cSewAOI incluiu, além dos requisitos considerados, o desenvolvimento de um Estudo de Caso. Tal estudo envolveu um cenário com alterações em cascata e preocupações ortogonais. Com os resultados obtidos, foi possível extrair as principais conclusões e reunir informações para futuros projetos e experimentos.

A técnica de Desenvolvimento Orientado a Testes - DOT é uma técnica ágil para se desenvolver software, em que os testes de unidade vão sendo desenvolvidos antes das classes da aplicação. Essa técnica é executada em pequenos ciclos, entre os quais a refatoração do código, apoiada pelos testes de unidade, é uma técnica com um papel crucial para o aprimoramento da modelagem da aplicação. Nesse contexto em que os testes possuem papel fundamental, a refatoração do código de testes se mostra importante para que a modelagem do código de testes acompanhe a modelagem do código de produção. Porém, essa ainda é uma técnica pouco estudada. O uso da refatoração do código de teste é mostrado implicitamente na literatura, não havendo preocupação com a garantia de manutenção do comportamento do código de teste refatorado, nem sendo apresentado na literatura um conjunto substancial de refatorações específicas para código de testes. Neste trabalho busca-se realizar um estudo abrangente sobre a refatoração de código de teste, visando desenvolver esta técnica, possibilitando seu uso na prática para o aprimoramento contínuo do código de teste. Como resultado, espera-se ter um conjunto de ferramentas disponíveis para o desenvolvimento orientado a testes que inserem este tipo de refatoração explicitamente no ciclo de desenvolvimento. Dentre os principais benefícios esperados, pode-se citar: maior consciência da diferenciação entre refatoração de código de teste e de produção, maior segurança para a manutenção do comportamento original da classe de teste, e existência de catálogo de refatorações do código de teste, com a implementação da automatização de algumas delas.

A atividade de teste de software é realizada visando assegurar a maior qualidade possível nos produtos de software. Quando novos paradigmas de Engenharia de Software surgem, faz-se necessário realizar investigações para verificar a reusabilidade dos métodos, técnicas, estratégias e ferramentas de teste no novo paradigma. Como um dos mais novos paradigmas de Engenharia de Software, a Orientação a Aspectos (OA) evidencia ainda mais que novos estudos e experimentos devem ser cuidadosamente conduzidos para se determinar quais são as melhores técnicas de teste aplicáveis à esta nova forma de desenvolvimento. A inserção de aspectos em programas orientados a objetos pode modificar não apenas a estrutura do programa, como também a interação entre seus componentes. As funcionalidades principais do programa podem ser combinadas com as funcionalidades auxiliares providas pelos aspectos, onde estas, por sua vez, podem ainda ser combinadas entre si. Assim, o foco principal deste trabalho recai no conceito de composição de aspectos e suas conseqüentes interações, características essas causadoras do surgimento de diferentes tipos de defeitos em programas orientados a aspectos. Dessa forma, a principal contribuição desta pesquisa consiste na concepção e no desenvolvimento de um método para teste de estados em software orientado a aspectos, denominado METEORA, que propicia o teste de interações classe-aspecto e aspecto-aspecto. Para tornar possível sua aplicação, um modelo de representação dinâmica de comportamento, uma estratégia de derivação de seqüências de teste e um protótipo de ferramenta de apoio a essa atividade foram também desenvolvidos. Além de uma fundamentação teórica e de um levantamento sobre os principais trabalhos relacionados existentes, esta pesquisa apresenta a aplicação do METEORA em três experimentos em dois Estudos de Caso distintos, buscando mostrar a sua exeqüibilidade, acompanhada por análises e discussões dos principais resultados obtidos.

A Orientação a Aspectos - OA constitui um dos mais recentes paradigmas, capaz de reduzir ainda mais a complexidade do desenvolvimento de software, e trouxe novos desafios para a comunidade científica e tecnológica de Engenharia de Software. Um desses desafios chamado Aspectos Iniciais - AI baseia-se na falta de uma sistemática apropriada para auxiliar profissionais na realização das atividades de identificação e definição de Aspectos, o mais cedo possível, nos processos de desenvolvimento de software. A principal contribuição deste trabalho de pesquisa consiste na elaboração de um Método para Identificação e Definição de Aspectos Iniciais denominado - MIDAI, visando o aumento da eficiência e a eficácia e a redução dos riscos e recursos envolvidos na aplicação do paradigma da OA. Além de uma pesquisa bibliográfica, de um levantamento dos principais trabalhos existentes sobre Aspectos Iniciais - AI e do desenvolvimento do "MIDAI", este trabalho apresenta também um estudo de caso, em termos de experimento científico, para a verificação da eficiência e eficácia da aplicação prática do novo método, juntamente com uma análise e discussão dos principais resultados obtidos.

Esse trabalho foi desenvolvido no escopo de um projeto de parceria entre o ITA e uma empresa brasileira produtora de blocos de motores. O objetivo desse trabalho se constituiu em analisar o processo de brunimento dos cilindros de um bloco V8 feito em ferro fundido de grafita compacta (CGI), estabelecendo as principais relações entre os parâmetros de entrada e o resultado do processo. A aplicação desse material em blocos de motores visa possibilitar um aumento da pressão interna de combustão, reduzindo assim a emissão de poluentes, além de possibilitar uma redução significativa no peso do motor. O brunimento é um processo de usinagem com geometria não-definida que visa obter cilindros com baixíssimos erros de forma e superfícies com qualidades especiais, como a superfície de platô que é ideal retenção de finas camadas de óleo. O CGI é um ferro com resistência mecânica superior ao ferro fundido cinzento e por esse motivo apresenta alguns desafios em seus processos de usinagem. Esse trabalho pretende então fornecer uma base de informações sobre a interação entre o processo e o material, e assim permitir avanços tecnológicos na linha de produção. Durante essa pesquisa, alguns resultados foram aplicados na produção e pôde-se alcançar resultados significativos, como o aumento da produção de 2,1 para 7,5 peças/hora com um perceptível aumento da qualidade do produto e do processo.

Em sistemas Web adaptativos, problemas como a falta de uma arquitetura genérica que descreve de forma clara a representação dos componentes da arquitetura, a interação entre os componentes e a separação de interesses entre esses componentes têm dificultado o desenvolvimento desses sistemas. O desenvolvimento desse tipo de sistemas requer uma arquitetura bem projetada de forma a proporcionar a adaptação ao usuário, ou seja, customização e comodidade. Uma arquitetura genérica que possui os seus componentes claramente representados e estruturados, que descreve claramente a interação entre os seus componentes e apresenta de forma clara a separação de interesses entre os seus componentes. Proporciona facilidades a sua compreensão, facilidades no desenvolvimento dos componentes, facilidades de identificação da comunicação e identificação das mensagens trocadas entre os componentes, descentralização de funções e além de distribuir as responsabilidades de forma organizada entre os componentes. Com o objetivo de alcançar uma arquitetura genérica que proporciona facilidades para o desenvolvimento de sistemas Web adaptativos em diversos domínios de aplicação essa pesquisa propõe uma arquitetura para o desenvolvimento de sistemas web adaptativos baseada em técnicas e ferramentas da web semântica, em particular: ontologias, eXtensible Markup Language (XML), linguagens de consultas para ontologias e base de regras para adaptação.

Um bloco de motor reúne boa parte das operações clássicas de usinagem, e a operação de furação é uma das que apresentam o maior tempo efetivo de corte, apresenta grande influência sobre os custos finais obtenção de tal produto. Uma das formas de reduzir este custo é aumentando a longevidade da ferramenta de corte, pode ser obtido através do uso de fluidos de corte, permitindo controle da temperatura, aumento da refrigeração do sistema e da lubrificação na região de corte, além de auxiliar na remoção de cavacos e particulados. A partir de tais pressupostos, este estudo teve por objetivo, a comparação do desempenho de três fluidos de corte de base vegetal em um ensaio de furação com uma broca de metal duro, sendo usinado um bloco de ferro fundido vermicular utilizado na fabricação de blocos de motores. Para isto, do ponto de vista metodológico, foram realizados ensaios tradicionais do tempo de vida da ferramenta com a análise de tempo de vida da broca em furos contínuos. Os critérios aplicados nos ensaios foram: o tempo de vida da broca em furos contínuos com profundidade definida, em percurso de material removido, até atingir a marca de desgaste de flanco (VB) limítrofe; análise dos cavacos quanto à forma e coloração durante o ensaio; as análises das propriedades químicas e microbiológicas dos fluidos de corte durante o processo de usinagem, obtendo-se uma avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

A adesão do revestimento é uma propriedade crítica quando se trata de ferramentas de corte. O uso de brocas helicoidais de aço rápido revestidas com TiN propiciam o uso de velocidades de corte mais altas e velocidades de avanço maiores que as velocidades usadas com ferramentas sem revestimento. Contudo, uma adesão adequada é bastante importante, pois a ferramenta com revestimento com adesão insuficiente se comporta pior que aquela sem revestimento. A formação de partículas duras e abrasivas, resultantes da destruição prematura do revestimento, acelera o desgaste das superfícies que estão em contato de deslizamento. Uma nova técnica de limpeza e texturização de superfícies usando um feixe de laser, que antecede a aplicação do revestimento, foi aplicada a um conjunto de brocas e seu desempenho foi comparado àquele de outro conjunto de brocas convencionais sem texturização. No processo, um laser pulsado e de alta taxa de repetição provoca uma texturização advinda da formação de poças líquidas. Após a solidificação, ocorre a formação de microestruturas que permitem uma melhor ancoragem do revestimento. Utilizando como parâmetros de avaliação o número de furos e o desgaste de flanco, os grupos foram avaliados na furação do aço carbono e inoxidável. Os resultados mostram um significativo aumento da vida das brocas texturizadas antes do revestimento.